資源簡介

(共28張PPT)
4.1.2 二糖、多糖
學習重難點
重點
二糖和多糖的結構特點，尤其是二糖中蔗糖和麥芽糖、多糖中淀粉和纖維素的結構差異，以及這些結構與性質的關系。
二糖和多糖的水解反應，包括水解的條件、產物的檢驗，以及水解反應方程式的書寫。
淀粉和纖維素的特性，如淀粉遇碘變藍的特征反應，纖維素在日常生活和工業生產中的重要應用。
難點
理解二糖和多糖的復雜結構，特別是多糖中淀粉和纖維素的鏈狀和網狀結構，以及它們在空間上的構象，這需要學生具備較強的空間想象能力。
從化學鍵斷裂與形成的角度，深入理解二糖和多糖的水解反應機理，以及不同條件下（如酸、酶催化）水解反應的差異。。
課前導入
在我們的一日三餐中，主食占據了重要地位。像米飯、饅頭、面條，這些食物富含大量的淀粉，為我們提供了日常活動所需的能量。而大家在沖泡咖啡時加入的方糖，或者制作甜點時用到的白砂糖，它們的主要成分是蔗糖，屬于二糖。我們每天都在接觸二糖和多糖，可你們知道為什么米飯越嚼越甜嗎？為什么吃了富含淀粉的食物能讓我們充滿活力？這些看似平常的現象背后，隱藏著二糖和多糖的神奇奧秘。
二糖
PART 01
1.蔗糖與麥芽糖的存在、組成、物理性質及用途
存在 常見物質 分子式 用途
蔗糖
麥芽糖
大多數植物體中（甘蔗和甜菜中含量最豐富）
發芽的谷粒和麥芽中
白糖、紅糖和冰糖
飴糖
C12H22O11
C12H22O11
最常用的甜味劑
制作甜味食品
色、態 甜度 溶解性
蔗糖
麥芽糖
無色晶體
白色晶體
有甜味，但甜度不及蔗糖
甜度僅次于果糖
易溶于水
易溶于水
2.蔗糖和麥芽糖的化學性質
（1）水解反應
+ H2O
酸或酶
C6H12O6 + C6H12O6
葡萄糖
蔗糖
C12H22O11
果糖
+ H2O
酸或酶
2C6H12O6
葡萄糖
麥芽糖
C12H22O11
蔗糖、麥芽糖都能在酸或酶的作用下發生水解反應：
2.蔗糖和麥芽糖的化學性質
乳糖是人類和哺乳動物乳汁中特有的碳水化合物，是由葡萄糖和半乳糖組成的一種常見的二糖，分子式為C12H22O11。在嬰幼兒生長發育過程中，乳糖不僅可以提供能量，還參與大腦的發育進程。
常用作營養型甜味劑、賦形劑、分散劑、矯味劑、營養劑。利用乳糖焦糖化溫度較低(蔗糖163℃。葡萄糖154.5℃，乳糖僅129.5℃)的特點，對某些特殊的焙烤食品，可在較低的烘烤溫度下獲得較深的黃色至焦糖色澤。除此之外，還有防止結晶、降低甜度、防止粘結和增強香味等作用，用于嬰兒食品、糖果和人造奶油等。部分人群由于腸道內缺乏乳糖酶導致乳糖消化吸收障礙，飲用牛奶后容易出現腹脹、腹瀉等乳糖不耐的癥狀。
【資料卡片】
2.蔗糖和麥芽糖的化學性質
【思考】根據蔗糖和麥芽糖的水解產物，預測蔗糖和麥芽糖結構上的差異，它們是否和葡萄糖一樣屬于還原性糖呢？根據檢驗葡萄糖還原性的方法，自行設計實驗方案進行探究。
實驗步驟：
取兩支試管，向其中分別加入2mL10%NaOH溶液，加入5滴5%CuSO4溶液，再分別加入2mL蔗糖溶液、麥芽糖溶液，加熱。觀察實驗現象。
2.蔗糖和麥芽糖的化學性質
蔗糖與新制Cu(OH)2
麥芽糖與新制Cu(OH)2
實驗現象：加蔗糖溶液的試管無明顯現象，加麥芽糖溶液的試管中出現磚紅色沉淀
實驗結論：蔗糖分子內無醛基，是非還原糖；麥芽糖分子內含有醛基，是還原糖
2.蔗糖和麥芽糖的化學性質
【實驗探究】設計實驗檢驗蔗糖和麥芽糖的還原性。
2.蔗糖和麥芽糖的化學性質
實驗步驟：在試管中加入1 mL 10%蔗糖溶液和5滴10% H2SO4溶液，加熱煮沸。再加入10% NaOH溶液至溶液呈堿性，加入新制備的Cu(OH)2,，加熱，觀察現象。
實驗現象：出現磚紅色沉淀。
實驗結論：蔗糖水解產物具有還原性。
保證糖類還原性實驗成功的注意事項：
1.蔗糖的水解實驗需要用水浴加熱；
2.檢驗蔗糖的水解產物是否具有還原性時，一定要先加NaOH溶液中和作催化劑的稀硫酸至溶液呈堿性后，再加新制的Cu(OH)2，否則實驗會失敗。
3.甜味劑
甜味劑是能賦予食物甜味的食品添加劑。按其營養價值可分為營養性甜味劑和非營養性甜味劑，按其來源可分為天然甜味劑和合成甜味劑。天然甜味劑有木糖醇、甜菊糖苷、甘草等，合成甜味劑有阿斯巴甜、糖精鈉等。
一些甜味劑的甜度可以達到蔗糖的百倍以上，且代謝產生的熱量低，不易使人發生齲齒，成本低廉，在現代食品工業中得到了廣泛的應用。由于甜味劑可能對人體健康產生影響，需要對其進行全面的安全評估，其使用范圍和用量也有一定限制。
多糖
PART 02
1.淀粉和纖維素的組成結構及存在
淀粉 纖維素
分子式
結構單元
n值
相對分子質量
所屬類別 形成 存在
(C6H10O5)n
(C6H10O5)n
n值不同，二者不互為同分異構體
葡萄糖單元
葡萄糖單元
幾百到幾千
幾千
幾萬到幾十萬
幾十萬到幾百萬
多糖、天然有機高分子、混合物
綠色植物在不同酶的存在下光合作用的產物
在種子、塊根和塊莖中含量豐富，谷類和薯類含淀粉較多
構成植物細胞壁的基礎物質，一切植物中均含有纖維素
2.淀粉和纖維素的物理性質及用途
淀粉 纖維素
物理性質
用途
白色粉末，沒有甜味，不溶于冷水。在熱水中會部分溶解，形成膠狀的淀粉糊。
白色纖維狀物質，沒有甜味，不溶于水，也不溶于一般的有機溶劑。
（1）淀粉是食物的一種重要成分。
（2）重要的工業原料，可生產乙醇、白酒、食醋、味精，以及氨基酸、抗生素等藥物。
（3）淀粉經酯化后可用于生產食品添加劑，表面活性劑和可降解塑料等。
（1）棉和麻的纖維大量用于紡織工業；木材、秸稈等是造紙的原料。（2）纖維素可以用來制造纖維素硝酸酯、纖維素乙酸酯和黏膠纖維等。
（3）食物中的纖維素能引起腸壁的收縮蠕動，促進消化液的分泌，有助于食物的消化和排泄。
3.淀粉和纖維素的化學性質
（1）淀粉
①不能被銀氨溶液和氫氧化銅等弱氧化劑氧化，屬于非還原糖。
②分子中存在醇羥基，可以發生酯化反應。
③在酸或酶的作用下水解，最終生成葡萄糖。
④淀粉遇碘變藍，可以利用該現象檢驗淀粉的存在。
+ nH2O
酸或酶
nC6H12O6
葡萄糖
淀粉
(C6H10O5)n
淀粉的特征反應
3.淀粉和纖維素的化學性質
【實驗探究】設計實驗探究淀粉的性質
（1）向面包片上滴加幾滴碘水（淀粉的檢驗）。
（2）在試管中加入1 mL淀粉溶液和2 mL 10% H2SO4溶液，加熱者沸。再加入10% NaOH溶液至溶液呈堿性，加入新制備的Cu(OH)2，加熱，觀察現象。
3.淀粉和纖維素的化學性質
實驗步驟 實驗現象 實驗結論
向面包片上滴加幾滴碘水。
在試管中加入1 mL淀粉溶液和2 mL 10% H2SO4溶液，加熱者沸。再加入10% NaOH溶液至溶液呈堿性，加入新制備的Cu(OH)2，加熱，觀察現象。
出現磚紅色沉淀
淀粉可以發生水解反應，水解產物具有還原性。
滴加碘水的部位出現藍色
可以用碘水檢驗淀粉。
3.淀粉和纖維素的化學性質
淀粉水解程度的判斷
(1)實驗原理:
判斷淀粉水解的程度時，要注意檢驗產物中是否生成葡萄糖，同時還要確認淀粉是否水解完全。用銀氨溶液會新制的Cu(OH)2檢驗淀粉是否發生了水解反應，用碘水檢驗淀粉水解是否完全。
(2)實驗步驟:
淀粉溶液
水解液
中和液
現象A
現象B
稀硫酸
水浴加熱
碘水
NaOH溶液至溶液呈堿性
新制的Cu(OH)2，加熱
3.淀粉和纖維素的化學性質
現象B 現象A 結論
1 溶液變藍色 未出現磚紅色沉淀 淀粉尚未水解
2 溶液變藍色 出現磚紅色沉淀 淀粉部分水解
3 溶液不變藍色 出現磚紅色沉淀 淀粉完全水解
(3)實驗現象及結論:
【討論】
①水解液中加入NaOH溶液的作用是什么
中和水解液中的稀硫酸，為醛基的檢驗創造堿性環境。
②能否向中和液中加入碘水檢驗淀粉的存在
不能，I2與NaOH反應，影響水解程度的判斷。
3.淀粉和纖維素的化學性質
（2）纖維素
【實驗探究】設計實驗探究纖維素的水解反應
①不能被銀氨溶液和氫氧化銅等弱氧化劑氧化，屬于非還原糖。
②酯化反應：可以與醋酸、硝酸發生酯化反應制備醋酸纖維、硝酸纖維。
③在酸或酶的作用下水解，最終生成葡萄糖。
在試管中放入少量脫脂棉,加入幾滴蒸餾水和幾滴濃硫酸,用玻璃棒將混合物攪拌成糊狀。加入過量NaOH溶液中和至堿性，再滴入3滴5% CuSO4溶液,加熱,觀察并解釋實驗現象。
+ nH2O
酸或酶
nC6H12O6
葡萄糖
纖維素
(C6H10O5)n
3.淀粉和纖維素的化學性質
【資料卡片】甲殼質
甲殼質(C8H13O5N)n，又稱甲殼素、幾丁質，英文名Chitin。1811年法國學者布拉克諾(Braconno)發現，1823年由歐吉爾(Odier)從甲殼動物外殼中提取。
甲殼質是由乙酰氨基葡萄糖相互結合形成的。它是許多低等動物，特別是節肢動物，如蝦、蟹、昆蟲外殼的重要成分,是―種來源豐富的可再生資源。甲殼質不溶于水和一般的有機洛劑，難以利用。但它在堿溶液中可以脫去乙酰基，生成以氨基葡萄糖為單體的高聚物－殼聚糖。殼聚糖可溶于酸溶液，具有良好的生物相容性。
甲殼素應用范圍很廣泛，在工業上可做布料、衣物、染料、紙張和水處理等。在農業上可做殺蟲劑、植物抗病毒劑。漁業上做養魚飼料。化妝品美容劑、毛發保護、保濕劑等。醫療用品上可做隱形眼鏡、人工皮膚、縫合線、人工透析膜和人工血管等。
3.淀粉和纖維素的化學性質
隨堂訓練
1．下列關于二糖的說法中不正確的是 (　 　)
C
A.蔗糖與麥芽糖互為同分異構體
B.蔗糖與麥芽糖的分子式都是C12H22O11
C.蔗糖與麥芽糖的水解產物完全相同
D.麥芽糖能發生銀鏡反應，蔗糖不能發生銀鏡反應
2．只用一種試劑就可以鑒別乙酸溶液、葡萄糖溶液、淀粉溶液，這種試劑是( )
A．飽和Na2CO3溶液
B．Cu(OH)2懸濁液
C．燒堿溶液
D．碘水
隨堂訓練
B
隨堂訓練
3．關于淀粉與纖維素的下列說法，不正確的是(　　)
A．淀粉和纖維素都能在無機酸溶液中水解，其最終水解產物都是葡萄糖
B．兩者實驗式相同，通式相同，互為同分異構體
C．兩者都屬于糖類，與新制Cu(OH)2共熱都不能出現磚紅色沉淀
D．兩者都屬于高分子化合物，淀粉遇碘單質顯藍色，但纖維素卻不能
B
隨堂訓練
4．下列關于蔗糖屬于非還原糖，而其水解產物具有還原性的實驗方案的說法中正確的是 (　　 )
D
A.驗證蔗糖屬于非還原糖的操作順序：④③
B.驗證蔗糖屬于非還原糖的操作順序：④②⑤
C.驗證蔗糖水解產物具有還原性的操作順序：①④⑤
D.驗證蔗糖水解產物具有還原性的操作順序：①④⑤
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